新型铝基碳化硅复合材料为火星车保驾护航

2021-05-23 19:27:25 来源: 科技日报 作者: 郝晓明

科技日报记者郝晓明

仰望星空,人类对未知世界探索从停息。随着“天问一号”火星探测器成功发射携带的火星车达火星后将在火星上“漫步”,进行实地观察取样等科考工作。作为火星“身强力壮”的保障和稳定可靠的基础,中国科学院金属研究所多种不同碳化硅含量与基体铝合金种类铝基碳化硅复合材料,在保障火星车成功抵达并能够“健步走”扮演了重要角色

据悉,作为我国使用铝基复合材料占比最大的航天器中科院金属研究所铝基复合材料,加工几百件不同类型的部件用“天一号”火星车。

由于长距离飞行与顺利入轨并着陆的要求,火星车的材料首先要求是,其重量控制甚至以克为单位;其次要求它满足承载和耐磨的需求;同时还要能满足火星车在未知的火星表面服役面临的冲击、碰撞等复杂况而不破坏。传统金属材料难兼顾火星车的这些需求

2015年,中科院金属研究所接到火星车材料的研制任务。随后,他们设计出一系列新型高强、高塑、高稳定性铝基碳化硅复合材料,并成功突破大尺寸坯料制备与成形加工技术难题,使得所研发的高强韧新型铝基碳化硅复合材料具备了应用可行性,从而为火星探测器顺利研制提供了有力的保障

与传统铝基碳化硅复合材料相比,新型复合材料塑性提升了一倍以上,而且具有高强度、高度各向同性、优异的耐磨性和尺寸稳定性。中科院金属研究所马宗义研究员介绍为了满足火星车不同部件要求,研发人员突破大尺寸坯锭制备、塑性成形加工等技术瓶颈,做出不同规格的复合材料样件。

针对火星车不同部件的要求,中科院金属研究所开发多种不同碳化硅含量与基体铝合金种类铝基碳化硅复合材料,这些材料被用在火星车承载结构、机械运动机构、探测器结构等几十种零部件中

经过严苛的地面考核试验,各项数据表明,中科院金属所研制的新型铝基碳化硅完全能够满足火星复杂地貌导致的冲击、磨损等工况,相关技术方案获得火星车设计总体单位的高度认可。

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责任编辑:陈可轩